CN1243454A - 水处理 - Google Patents

Abstract

公开了一种能从海水或盐水中除去溶解的固体的脱盐装置。该脱盐装置(10)包括一个套管(12),一台由电动机(16)驱动的泵(14)向该套管泵入高压海水或盐水。套管(12)内的一个脱盐滤筒(76)包括可作为反向渗透膜的半渗透材料,通过该半渗透材料强制进行渗透,并将固体与海水或盐水分离开来。溶解在盐水或海水中的固体被保留在滤筒(76)的盐保留通道内。三个电线圈(94,96和98)围绕着滤筒(76),并嵌入套管(12)的壁内。一个电源(112)向线圈提供电流,该电源最好为50赫兹、380伏的三相电源。线圈还通过线路(108)连接到变频交流(AC)驱动器(110),而后者又连接到电动机(16)。线圈(94,96和98)对盐保留通道内的海水或盐水施加一个磁场,该磁场能提高水渗透通过反向渗透膜的速率并减少污垢。线圈(94,96和98)还可作为电动机(16)的扼流圈。

Description

水处理

发明领域

本发明涉及一种消除水中溶解固体的水处理。

发明背景

众所周知，海水或盐水中溶解的固体是能够通过一种所谓反向渗透的方法除去的，即脱盐。压力为12至70巴的水被泵入采用复杂聚合物作为半渗透膜的脱盐滤筒。必须采用能克服被泵入的水的自然渗透压的高压。在压力范围内较低一侧的压力用于盐水，而较高的压力则用于海水。

在脱盐技术中最广泛使用的滤筒的类型包括由复杂聚合物制成的很多细小的中空纤维，而水则被泵入纤维之间的缝隙。这些纤维的横截面尺寸与人类的头发类似。渗透物(产品水)流经纤维的壁而进入其空隙。这些又称为腔的空隙构成渗透物的通道。在这种类型的滤筒中，纤维外面有盐保留通道，而上述纤维空隙则构成渗透水的通道。

目前广泛使用的第二类滤筒就是螺旋缠绕型。在这种滤筒中，复杂聚合物平板以螺旋方式缠绕在一个中心芯子上，而这个芯子则由带很多小孔的中空管子构成。

在每一对相邻的复杂聚合物平板之间有一个网。这些网可作为使平板相互分离的隔板，并在平板之间构成另外的盐保留通道和渗透物通道。盐保留通道内的网还可使水流产生紊流。例如，可将8到12个这样的由隔板隔开的平板同时缠绕在芯子上。渗透物通道以螺旋方式向内缠绕在芯子上。

以前的脱盐工厂一般使用由纤维构成的滤筒。近年来建设的脱盐工厂则采用螺旋缠绕滤筒。目前，脱盐工厂所使用的螺旋缠绕滤筒的总数少于采用纤维的滤筒的总数。但是，这两个数目的差别正在缩小，因为近年来越来越多的脱盐工厂使用螺旋缠绕滤筒，而这个趋势还将持续下去。

脱盐技术的一个主要问题就是半渗透膜的污垢。这些污垢主要有三个来源。一个主要来源就是靠近盐保留通道的镁或钙等一般盐和其他固体层在这些聚合物平板或聚合物纤维上的沉积。少量的可溶性盐和其他固体在水流经半渗透膜而从盐保留通道进入渗透通道的过程中析出。这样的水流可使溶解固体的浓度提高到这样的水平，即剩余的水已经不足以使所有的固体都保留在溶液中了。

污垢的第二个来源是有机物。例如，水藻和细菌等生物会在半渗透膜上生长。污垢的第三个来源是常规所使用的旨在在脱盐滤筒之前除去固体颗粒的滤清器没有从供水中清除的固体。

聚合物本身具有净负电荷，而水藻和细菌具有净正电荷，这也促成了污垢的产生。这些有机物会很容易地被吸引到渗透膜的表面，在此沉积并构成菌落。类似地，除去溶解固体的过程在海水中所造成的正离子(阳离子)也会很容易地被吸引到渗透膜上。

众所周知，滤筒上的污垢的沉积速率与渗透物的流速呈非线性的关系。所以，如果渗透物流速增加一倍，则脱盐滤筒产生污垢的速率就会增加一倍以上。污垢会降低水流经渗透膜的速率。渗透速度最终会降低到这样的水平，即必须采用化学处理方法除去污垢。污垢沉积过多的滤筒即使经过除垢处理也不可能达到污垢产生之前的速率。

如上所述，为了最大限度地减少由聚合物平板构成的常规脱盐滤筒的污垢，在盐保留通道中特别安装了能产生紊流的隔板。这些隔板通过在盐保留通道中使水流产生紊乱而阻止所谓的浓度极化层的形成。这个极化层紧挨着渗透膜，而其中溶解固体的浓度最高。这个层不仅构成了阻止水流经渗透膜的障碍，而且溶解固体主要就是通过这个层析出并在渗透膜上形成污垢的。此外，这个高浓度的液层的存在也会提高渗透压。这种能产生紊流的隔板只不过是为解决污垢问题提供了部分的解决方案。

污垢对于由纤维构成的脱盐滤筒是一个重要问题，因为大量纤维之间存在很多细小的间隙。所以，大量纤维本身就是极其有效的滤清器，能截留和分离供水中的任何固体物质。这些物质被保留在纤维体内，并导致渗透物流速的降低。

在我们的PCT说明书WO97/21630中，我们建议一种能在进入盐保留通道的供水中产生紊流的结构，从而进一步阻止形成污垢的浓度极化层的积累。

本发明的主要目的是提高脱盐滤筒的性能。

本发明的另一个目的是降低脱盐滤筒上沉积污垢的速度，从而在更长的时期内达到更高的产品流速。

发明概述

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种包括在反向渗透膜及其每一侧的液体上施加变动磁场的的步骤的方法。

本发明还提供一种能从水中除去溶解固体的方法，包括使水流经上述反向渗透膜所包裹的盐保留通道，并对渗透膜、盐保留通道内的水以及已经通过渗透膜的水施加变动磁场。

在优选实施例中，本方法包括在线圈中施加变化的电流从而产生上述变动磁场的步骤。

根据本发明的第二个方面，提供了一种由液体流经其每一侧的反向渗透膜构成的装置，以及对上述渗透膜和通道施加变动磁场的装置。

该装置系用于从水中除去溶解固体，它包括一个被上述反向渗透膜所包裹的盐保留通道，以及向上述盐保留通道供水的构件，这样水就会流经上述盐保留通道，而上述盐保留通道又位于磁场之中，因此在实际应用中就可以对上述通道内的水施加变动磁场。

在优选实施例中，该装置包括一个线圈以及对该线圈施加变化电压的构件，这样上述线圈就能产生上述变动磁场。上述线圈可围绕上述盐保留通道。在这种形式下，可以安装一个长形的套管，在该套管内安装一个长形的滤筒，该滤筒包括包裹多个盐保留通道的半渗透膜，并安装至少两个沿套管长度方向分开排列的线圈。

在本发明之装置的优选实施例中，沿套管长度方向安装分开排列的三个线圈，提供三相交流电源，其中每个线圈连接到一个相，这样三个线圈所产生的磁场就会彼此不同相。

为进一步提高本装置的性能，还可在上述供水通道和上述滤筒之间安装一个带有很多孔的板，这块板上的孔可以把水分隔成细流，并将上述水流引导至滤筒的一端，这样进入盐保留通道的水就会产生涡流，且上述板上可产生压力降。

根据本发明的第三个方面，提供了一种能提高利用反向渗透方法从盐保留通道内的水中除去溶解固体的滤筒的性能的更新设备，该设备包括围绕滤筒的线圈和对该线圈施加变动电流的装置，这样，线圈就能对盐保留通道内的水施加变动磁场。

根据本发明的第四个方面，提供了一种能从水中除去溶解固体的方法，该方法包括将上述水泵入被反向渗透膜所包裹的盐保留通道，并对盐保留通道内的水施加变动磁场。

根据本发明的第五方面，提供了一种能从水中除去溶解固体的装置，该装置包括被反向渗透膜所包裹的盐保留通道，向上述通道泵入水并使水沿通道流动的装置，能产生场强变动的施加在上述盐保留通道上的磁场的装置，这样就能对上述通道内的水施加上述变动磁场。

附图说明

为了更好地阐述本发明并说明如何实施，请参阅以下附图：

图1为包括脱盐滤筒和三个线圈的盐水脱盐装置的轴向剖面图；

图2为脱盐装置进水口的更大的示意图，其中只剖开了一部分；

图3为脱盐装置的出水口的示意图，图3为图2的放大细节并且部分剖视；

图4为脱盐滤筒的端视图；

图5为图1至图3所示脱盐装置的套管部分细节；

图6为脱盐滤筒部分的放大示意图；

图7为线圈产生的磁场方式的示意图；

图8为另一个脱盐滤筒及三个线圈的示意正视图；

图9为沿图8中IX-IX的剖面图；

图10为平躺套管一部分示意图；

图11为又一套管一部分示意图。

图1所示的盐水脱盐装置代号为(10)，包括水平方向长形套管(12)。套管(12)系采用非金属材料制造，并最好采用粗纱玻璃纤维缠绕在旋转芯轴上来制造。同时在芯轴上涂抹可固化树脂，这样就能获得内表面光洁、玻璃纤维增强的中空套管。在涂抹树脂时，可以把芯轴的底部及半成品套管浸入树脂浴中，再用刮刀除去多余的树脂。这样制造的套管可以很容易地承受超过70巴的内压力。

在套管(12)的进水口一端安装一个水泵(14)和电动机(16)，以约50至60巴的压力把水泵入套管(12)。电动机(16)最好采用三相交流电动机，而水泵最好采用美国明尼苏达州明尼阿波利斯市Warren工程公司制造的D10hydra-cell水泵。

水泵(14)和电动机(16)系采用端环(18)(具体见图2)和安装板(20)固定在套管(12)上。端环(18)固定在套管(12)上，安装方法如下：首先组装套管(12)的一个内筒(12.1)，把端环(18)滑到套管内筒上，再组装套管(12)的外筒(12.2)，把端环(18)嵌入在套管的内筒(12.1)和外筒(12.2)之间。应该明确的是，除了在端部有端环(18)隔开以外，内筒(12.1)和外筒(12.2)构成一个完整的套管，它们之间没有间隙。端环(18)有一系列周向延伸的外肋(22)，这些外肋有助于使端环(18)固定在套管(12)上。

端环(18)有一系列螺纹盲孔(24)，每个螺纹盲孔都穿过端环(18)的端面。板(20)有一些贯穿平孔(26)，每个平孔都对应一个螺纹孔(24)。螺栓(28)穿过平孔(26)并拧入螺纹孔(24)，使安装板(20)固定在端环(18)上。

水泵(14)和电动机(16)采用分别穿过水泵(14)的法兰(32)和电动机(16)的法兰(34)的螺栓(30)固定在一起。

穿过水泵(14)的法兰(38)并拧入板(20)的螺纹孔(40)的的螺栓(36)把板(20)和水泵(14)固定在一起。水泵(14)的压力口对应贯穿板(20)的通道(42)，而水泵(14)的吸入口则对应从板(20)的进水口(46)沿径向向内延伸的进水口通道(44)，而其轴向则对应水泵的吸水口。

板(20)固定在远离水泵(14)的一侧，有一个筒壁(48)，筒壁圆周上有内螺纹(50)。带有外螺纹且能诱导紊流的板(52)有多个贯穿孔(54)，并拧入筒壁(48)所围绕的筒内。板(20)和(52)构成了一个空腔(56)，通道(42)通入空腔(56)。

板(52)的贯穿孔(54)可以任何需要方式排列。例如，这些孔可以安排成圆形阵列。另外，这些孔也可沿从板(52)的中心向外发散的一系列线排列，也可围绕以板(52)的中心为圆心的螺旋阵列排列。

O型圈(58)包裹着筒壁(48)并在板(20)和套管(12)的内表面之间构成密封。

在套管(12)的另一侧有一个端板(60)(如图3所示)。端板(60)被一对环(62)和(64)固定在套管(12)上。在开始组装套管(12)之前，应该先把环(62)固定在芯轴上。这样它就可以嵌入套管的管壁，并构成围绕套管(12)的外肋(66)。在脱盐装置组装完成后(将在下面提供详细介绍)，环(64)的外径减小，并把环(64)插入套管，使其与环(62)如图所示配合工作，从而阻止板(60)因套管内压力的作用而被挤出套管(12)。

板(60)上的一个轴向孔(68)构成纯(渗透物)水的出口，而位于孔(68)另一侧的孔(70)则构成盐水的出口。一个U形密封圈(图中未示)被嵌入板(60)上的槽(72)中。一个O型圈(74)则被嵌入紧邻槽(72)而围绕板(60)的另一个槽。U形密封圈和O型圈可防止套管(12)和板(60)之间的渗漏。

在使用环(62)和(64)把端板(60)固定到位之前应把呈圆筒状的脱盐滤筒(76)滑入套管(12)。

下面将详细介绍由上述多个聚合物平板和隔板构成的滤筒(76)。平板和隔板呈螺旋状缠绕在中心管(78)上。在脱盐装置的出口端，管(78)从缠绕的平板和隔板中伸出，并进入孔(68)。本发明所适用的一种类型的滤筒(76)是由Dow化学公司的全资子公司Filmtech公司制造和销售的。该产品的代号为FT30。反向渗透技术的原理在美国专利4277344中有详细介绍。滤清器滤筒(76)一般为筒状，并牢固地固定在套管(12)上。U型密封圈(图中未示)嵌入在围绕滤筒(76)的端盖(82)(见图4)的槽(80)(见图2和3)内，并紧紧的压住套管(12)的内表面，从而可以防止套管(12)和滤筒(76)之间的渗漏。

缠绕的平板和隔板(84)(图4)位于由玻璃纤维等材料制造的薄护套(86)内。护套(86)把端盖(82)彼此固定在一起。护套(86)强度不足以承受施加在内部的压力并保证不分离。因此必须紧密地安装在套管(12)内并依靠套管(12)支撑。槽(80)内的U型密封圈可防止水通过护套(86)和套管(12)之间渗漏。

每个端盖(82)均为辐条盘的形状(见图4)，有一个被辐条(92)连接起来的内环(88)和外环(90)。管子(78)在滤筒(76)的出水口一端贯穿内环(88)，而槽(80)则位于外环(90)的外表面。

在组装套管时，在套管(12)上缠绕线圈(94，96和98)。更具体的说，首先制造套管(12)内的相对较薄的内件(12.3)(如图5)，然后再把线圈(94，96和98)缠绕在内件(12.3)上。然后再组装套管(12)的其余部分，从而使线圈(94，96和98)嵌入套管内，而只有位于其与滤筒(76)之间的较薄的内件(12.3)和较厚的外套管部件(12.4)露出来。线圈可采用导电性很好的碳纤维或者铜线制造。必须在纤维或铜线表面喷涂绝缘层，以保证彼此之间保持电绝缘。

为了保护线圈(94，96和98)，在缠绕线圈(如图5所示)前必须在套管(12)的内件(12.3)上涂抹一层凝胶(100)(如图5所示)。然后再在线圈上涂抹第二层凝胶(102)。这两层凝胶(100和102)固化后仍保持柔性。凝胶层可保护线圈(94，96和98)免受可能渗透过套管(12)在线圈(94，96和98)及套管内部之间的部件(12.3)的任何裂缝的水的侵入。内层凝胶(100)可补偿因压力变化而导致的套管(12)的尺寸变化，并进而防止施加在线圈(94，96和98)上的径向力。

线圈缠绕完成后，则应沿套管内件(12.3)的外表面铺设供电电线，并连接到共用接线点，这个共用接线点可以是紧邻脱盐装置进水口的接线箱(104)(图1和图2)。当然，在组装套管外件(12.4)时，应该把供电电线嵌入套管(12)内。在图1和图3中，处于简化和示意的目的，供电电线(106)和把线圈(94，96和98)连接到调频交流驱动器(110)的电线在图中显示为在线圈区域进入和离开套管(12)。在图3中，线圈(94)在图中显示为缠绕在套管(12)的外面上。

每个线圈(94，96或98)均通过供电电线(106)连接到三相交流电源(112)(如图1)的一个相。在必要时，还可以绞线方式采用屏蔽措施，从而避免磁场对套管(12)的影响。

驱动器(110)连接到电动机(16)。首选类型的驱动器最好采用美国密尔沃基市南第二街1201号AllenBrady公司(Rockwell集团成员)所制造的1336plus。

通过与通道(42)保持沟通的通道(116)在板(20)内嵌入一个压力传感器(114)(图1和2)，而通道(42)又与水泵(14)的压力端保持沟通。压力传感器(114)通过线路(118)(图1)连接到调频交流驱动器(110)，并提供控制信号。控制信号可用来控制电动机驱动器的输出频率，以及电动机(16)的转速，从而在水泵(14)的压力端保持恒压。

虽然图中显示套管(12)只有一个滤筒(76)，但是可以端对端方式提供两个乃至多个滤筒。水依次流过每个滤筒。可如图所示在每个滤筒上缠绕三个线圈。此外，如图1虚线所示，可提供两个滤筒(76.1)和(76.2)，而中心线圈(96)则跨越这两个滤筒。

图6以较大的比例显示了滤筒(76)的部分结构。在图6中，代号120.1至120.5表示很多层复杂聚合物薄膜。在薄膜(120.2)和(120.3)之间是第一盐保留通道(122)，薄膜(120.4)和(120.5)之间是又一个盐保留通道(124)。在每个通道(122)和(124)内都有一个网格(126)。网格(126)做为产生紊流的元件。例如，网格(126)系采用塑料纤维构成，经向和纬向塑料纤维在交叉点焊合。网格(126)具有能防止盐保留通道(122)和(124)堵塞到水无法流过的程度。

在薄膜(120.1)和(120.2)之间是一个渗透物通道(128)。类似地，在薄膜(120.3)和(120.4)之间也是渗透物通道(130)。在通道(128)和(130)内是网格(132)。网格(132)的作用并非是使在通道(128)和(130)内的渗透物产生紊流，而是简单地防止通道因压力过大而闭合并进而导致水无法流过的情况。应该明确的是，滤筒内有多个薄膜，多个盐保留通道，和多个渗透物通道。所以在图6所示的滤筒部分的每一侧还有其他薄膜、通道和隔板。

通道(128)和(130)在滤筒(76)的进水口闭合，而通道(122)和(124)则打开。这样，被泵入的水就会进入通道(122)和(124)，而非通道(128)和(130)。在中心管(78)的部分，盐保留通道(122)和(124)闭合，而渗透物通道(128)和(130)则打开，这样，渗透物而非盐水就会进入管子(78)。

上述脱盐装置的操作非常复杂，并且还有很多问题尚待明确。下面将要介绍的内容主要是根据实验工作至今为止的发现而提出的。进一步的实验工作还可能揭示我们目前尚不清楚的其他因素和机制。

在制造螺旋缠绕型脱盐装置的滤筒时，最好使薄膜和隔板在被缠绕到中心管78上时保持恒定的张力。在缠绕工作的开始阶段，这个目的很容易实现。当滤筒直径逐渐增加时，滤筒就会呈现“海绵”状的感觉，使薄膜和隔板保持正确张力也就更加困难。所以，滤筒靠内部而紧邻中心管(78)的线圈就会比较紧密，而靠近护套(86)的外部线圈就会比较松弛。在常规脱盐系统中，水流入靠近脱盐滤筒进水口的空间(134)(图2)，而不是流过板(52)。滤筒径向不存在很大的压差。更具体地说，靠近滤筒中心的压力与靠近滤筒外表面的压力接近。因此，更多的水会流入盐保留通道的口径更大的轴向外件，而不是流入盐保留通道的轴向内件(此处薄膜和隔板缠绕得更紧密)。

板(52)将很多细小的水流导向滤筒(76)的一端，并使水流分配在滤筒(76)的整个开口端。这样就能确保更充分地利用滤筒的径向内件。滤筒制造商尽可能制造小尺寸的辐条(92)，以免阻挡水流。这些辐条只占缠绕薄膜和隔板的一小部分，对水压的影响很小。最重要的是，这些辐条在空间(134)的进水口和盐保留通道的进水口之间不产生任何压力降。

海水和浓度较低的盐水含有溶解的气体和碳酸氢盐。横跨板(54)存在2巴的压降，一般认为这个压降使供水中的一些氧气和二氧化碳从溶液中析出并产生气泡。因为气泡仍处于较高的压力下，所以气泡的尺寸很小。但是人们一般认为，这些气泡对阻止其积累和扩大的浓度极化层具有清洗作用，因此能提高滤筒的效率。

对从脱盐装置中产生并流入储罐的盐水的观察表明，盐水中气体较多。在一次实验中，将盐水和渗透水都注入一个很大的储罐，使二者相互混合。储罐同时也作为水源。这样做的目的是使脱盐装置能在实验条件下连续运行一定时间，而无需补充大量的海水。在实验中发现，当把从排放管流出的盐水注入储罐中时，盐水中的气体浓度就会提高。盐水不是简单地在密度较小的海水中沉降，而是从排放管出口升起一定距离。另外还发现所观察的气泡是二氧化碳和氧气的混合物。

从板(54)的孔中产生并撞在缠绕线圈的滤筒一端的水流流入盐保留通道，在水流中能检测到涡流。这些涡流与盐保留通道内的一般水流方向相垂直，并可有助于防止在盐保留通道的进水口形成浓度极化层。当然，与盐保留通道的进水口距离越远，涡流就越弱，而涡流对浓度极化层的影响也就越小。

所施加的磁场的作用似乎是保持最初在水流中产生的、并贯穿盐保留通道全长的涡流。目前在整个滤筒全长上，而非仅仅在从盐保留通道的进水口延伸的较短距离上，都能观察到很好的“清洗”效应。

如上所述，多种污垢都具有净正电荷，而作为半渗透膜的复杂聚合物具有净负电荷。因此在污垢与聚合物之间存在较弱的吸引力。一般认为，磁场所保持的涡流足以克服这些较弱的吸引力并阻止污垢在聚合物上沉积。

我们发现，在缠绕线圈时使线圈的磁场互相重叠具有很大的好处。为此，读者可参见显示两个线圈(96和98)的图7，这两个线圈互相靠得很紧，其磁场F1和F2互相重叠。这样，沿套管(12)的长度方向，磁场强度(高斯)在每个线圈的径向外沿达到最大，而在线圈之间的中点为最小，但磁场无处不在。例如，我们发现在紧靠每个线圈处产生2000高斯的磁场强度是可以做到的。而在线圈之间的中点，磁场强度降低到约1600高斯。当然这些磁场是不同相的。

在图7中，线圈显示为在缠绕时每一匝均与滤筒(76)的轴向成一定角度，并且还显示为作为滤清器滤筒(76)的一部分，而非套管(12)的一部分缠绕的。因此，线圈可以相对于护套(86)的径向向内或者向外的方式缠绕在滤筒上。

申请者发现，采用50赫兹三相380伏特交流电可提供性能特别好的脱盐装置。这种类型的电源比较普遍，而电动机(16)和驱动器(110)也设计成能与这种电源配套使用。申请者还发现，对线圈(94，96和98)提供这种类型的三相电源就能获得上述很好的效果，并且这些线圈还可作为电动机(16)的扼流圈。这样就能消除采用交流电动机所不可避免的尖峰信号，并减少能耗。当线圈从电路中断开时驱动电动机(16)所要求的电流一般为比线圈连在电路中时的电流大2安培。

在常规脱盐装置中，横跨滤筒(76)的压降一般是3巴。所以，如果要对海水进行淡化，则进水压力应该是60巴，而这时就会发现在孔(70)的压力约为57巴。当线圈(94，96和98)连接在电路中时，则滤筒上没有压降。实际上，出水口的压力甚至还会略微大于进水口的压力。目前尚未能对所观察到的这种现象，乃至即使在产生“背压”的情况下仍能保持水流的事实做出适当的解释。一种可能的解释就是，来自线圈的能量输入造成了熵的增加。另一个可能的原因就是，浓度很高的盐水就相当于螺线管的芯子，并被所施加的力推向盐保留通道的出水口一端。

申请者的实验研究结果表明，假定周期性地改变提供给线圈的电流，从而产生变动磁场，则电流的幅度和频率都不关键。采用从5赫兹到7000赫兹的频率所进行的实验表明，如果存在变动性磁场，则就能获得更高的渗透速率，并极大地减少污垢。

应该明确的是，如果施加给线圈的电流的频率或类型与施加给驱动器(110)和电动机(16)的电流不兼容，则就必须从另外的来源获得提供给电动机和线圈的电源。采用不同电压的直流电源也可极大地改善渗透流速并减少污垢。电压和电流可以正弦波或者方波的方式变化。

图8和9为另一种类型脱盐装置(136)的示意图。这种脱盐装置(136)包括一个外部套管(138)，这个套管上有一个用于回收水的出水口(140)，及流入盐水的腔室(142)。在出水口(140)和被套管(138)所包裹的主空间(144)之间是一个隔板(146)。采用复杂聚合物材料制造、可作为反渗透膜的很多中空玻璃纤维(148)的端部嵌入隔板(146)。出水口(140)连接到与端部伸出隔板(146)的玻璃纤维的中空内部进行沟通的腔室(150)。每条玻璃纤维均从隔板(146)内伸出，沿套管的几乎全长排列，然后在U字形弯(152)处折回，最后伸回到隔板(146)。

一条管子(154)贯穿隔板(146)并贯穿构成腔室(150)的端壁(156)。这条管子(154)在其右端有一个插头(158)(如图8所示)，并且在管壁上有很多孔。含有溶解固体的水被泵入管子(154)，从管子(154)中流出并进入构成盐保留通道的纤维之间的空隙。这些通道与腔室(142)进行沟通，这样盐水就能从这些通道流向腔室(142)，然后通过盐水出水口(160)流出工厂。

上面结合图8和9所阐述的结构是一种广泛用于海水淡化业的常规结构。

图中显示的三个线圈(162，164和166)围绕着采用很多中空纤维(148)制造的脱盐滤筒。这些线圈相当于图1所示的线圈。它们采用同一方式励磁，从而能在纤维之间的盐保留通道内产生涡流。这种效应与上述盐保留通道(122)和(124)的效应相同。

最后请参见图10，图示的结构包括采用能轧制成筒状护套的材料制造的长方形平板(168)。任何适当类型的紧固装置(170)，如“pop”螺杆或者称为“Velero”材料的零件，可固定住平板的两个长边，这样，在被轧制成护套形状后，就按此形状固定。合成塑料板材料是合适的塑料材料具有一定的弹性和柔韧性，以及足够高的刚性，所以，在轧制后仍具有恢复原来形状的倾向，因此就能保持圆筒形状。此外，还可轧制成没有自我支撑能力的套管形状。

在平板的该表面上粘接或者固定一系列一定长度的电线(172)，这样，当平板(168)被轧制成护套形状后就成为其内表面。在电线(172)的每一端都安装一个连接器(174)。当平板(168)被轧制成护套形状后，沿平板一边的连接器(174)就会与沿平板另一边的连接器相连，这样电线就以端部相连并构成线圈。

护套可作为更新结构包裹在现有脱盐装置或者脱盐滤筒上。把由长电线构成的线圈连接到产生变动电流的电源，就能对盐保留通道施加磁场，并获得上述效应。应该注意，可以在系统上安装很多个线圈。

提供一种能包裹在现有脱盐装置上而构成护套的平板的方法具有一定优点，因为这样的线圈可以用于任何材料或类型的管子上，而不会存在因管子材料或者类型而影响刚性护套与线圈一起使用。但是，如果脱盐装置在结构上不存在阻止承托线圈的护套滑入脱盐装置的障碍物的话，那么就能使用这样的结构提供上述优点。

虽然最好应该使每个线圈都保持与滤筒同轴的状态，但是也可采用其他方式排列线圈。例如，可以不把线圈缠绕在芯轴上，而是把线圈嵌入在套管管壁内，这样，沿套管周边并围绕线圈缠绕轴延伸的部件就可以缠绕成径向而非轴向。如果在更新平板上采用这种方式，则其结构如图11所示。在这种情况下，平板(168)就配备一对相互间隔的线圈(176)。每个线圈(176)的轴均垂直于平板(168)所在的平面。如果平板被轧制成筒状，则线圈(176)就会位于滤筒对面的位置，而其轴沿径向分布。当平板(168)被轧制时，线圈(176)的每个匝都会变形，并呈现护套的筒状。

Claims (22)

1.一种包括对反渗透膜及其两侧流体施加变动磁场的步骤的方法。

2.如权利要求1所述的一种能从水中除去溶解固体的方法，其特征在于该方法包括使上述水流经被所述反渗透膜包裹的盐保留通道，并对该薄膜、盐保留通道内的水和流经该薄膜的水施加变动磁场。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于该方法包括向线圈提供变化电流并产生所述变动磁场的步骤。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于该方法包括向沿所述盐保留通道长度方向间隔排列的两个线圈提供变化电流的步骤，线圈的排列方式应确保其产生的磁场能互相重叠。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于本方法包括向沿所述盐保留通道长度方向间隔排列的三个线圈提供三相交流电的步骤，线圈的排列方式应确保其产生的磁场能互相重叠。

6.一种采用反渗透膜构成的装置，每一侧均配备一个液体通道，并具有向所述薄膜和通道施加变动磁场的设备。

7.如权利要求6所述的一种能从水中除去溶解固体的装置，其特征在于该装置包括被所述反渗透膜包裹的盐保留通道及向所述盐保留通道供水的构件，水沿所述盐保留通道流动，所述盐保留通道位于所述磁场中，这样就能对流经该通道的水施加所述变动磁场。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于它包括一个线圈及向该线圈提供变化电压的装置，从而使所述线圈产生所述变动磁场。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于它包括一个长形的套管和该套管内的一个长形的滤筒，其中所述滤筒包括包裹着多个盐保留通道的半渗透膜和至少两个沿套管长度方向间隔排列的线圈。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于它包括沿套管长度方向间隔排列的三个线圈，一个三相交流电源，而每个线圈应该连接到该电源的一个相，从而使这三个线圈所产生的磁场不同相。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于所述供水设备包括由一个三相电动机驱动的水泵，所述电动机通过可作为电动机扼流圈的线圈连接到所述三相交流电源。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于它包括在所述线圈和所述电动机之间的一个变频交流驱动器。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于它包括可检测水泵压力端口的压力并向所述驱动器发送控制信号的压力传感器，并且能使该驱动器以在所述端口提供恒压的方式控制所述电动机。

14.如权利要求9所述的装置，其特征在于它包括在所述供水装置和滤筒之间安装的带有很多孔的板，该板上的小孔使水分成很多细流，并使所述细小水流导向滤筒的另一端，这样就能在进入盐保留通道的水中产生涡流并跨过所述板产生压降。

15.如权利要求8至14任一项所述的装置，其特征在于所述套管包括采用纤维增强可固化树脂制造的筒壁，而所述一个或多个线圈嵌入所述筒壁内。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于它包括沿每个线圈的径向向内或向外的、可为每个线圈提供保护和缓冲的很多层凝胶。

17.如权利要求9、10、11、12、13或14中任一项所述的装置，其特征在于所述线圈的排列方式使其磁场相互重叠。

18.一种能提高用反渗透技术除去盐保留通道内水中溶解固体的滤筒的性能的更新装置，其中包括围绕滤筒的线圈及对线圈施加变动电流的装置，该线圈产生场强变动的磁场，并施加在盐保留通道内的水中。

19.如权利要求18所述的更新装置，其特征在于所述线圈包括粘接在平板材料一面的很多电线，而该平板材料可轧制成护套形状，还有使所述平板保持护套形状的固定件以及使所述电线彼此连接的装置，这样，当平板被轧制成护套形状后，电线就能首尾相连而构成线圈。

20.如权利要求18所述的更新装置，其特征在于它包括粘接在所述平板上的一个或者多个线圈。

21.一种能从水中除去溶解固体的方法，其特征在于它包括通过被反渗透膜包裹的盐保留通道供给所述水，以及对盐保留通道中的水施加变动磁场。

22.一种能从水中除去溶解固体的装置，其特征在于它包括被反渗透膜包裹的盐保留通道和向所述通道供水而使水流经所述通道的装置，能产生场强变动的磁场的装置，所述盐保留通道位于磁场中，这样在实际使用时就能对所述通道内的水施加所述变动磁场。

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